高温合金的热处理工艺是怎么样的(高温合金生产工艺)
高温合金的性能与其组织有密切关系,高温合金的组织是可以通过热处理来调整的,如合金的晶粒大小,碳化物形态和分布,金属间化合物(r')的大小和分布等都是通过热处理工艺来控制的。对于变形合金来说,热处理尤为重要。高温合金的热处理一般由固溶处理,中间处理和时效处理组成。⑴固溶处理固溶处理是为了溶解基体内碳化物。r'相等以得到均匀的过饱和和固溶体,便于时效重新析出颗粒细小,分布均匀的碳化物和r'等强化相,同时消除由于冷热加工产生的应力,使合金发生再结晶。其次,固溶处理是为了获得适宜的晶粒度,以保证合金高温抗蠕变性能。固溶处理的温度范围大约在980~1250℃之间,主要根据各个合金中相的析出和溶解规律及使用要求来选择,以保证主要强化相必要的析出条件和一定的晶粒度。对于长期高温使用的合金,要求有较好的高温持久和蠕变性能,应选择较高的固溶温度以获得较大的晶粒度:对于中温使用并要求较好的室温硬度,屈服强度。拉伸强度。冲击韧性和疲劳强度的合金,可采用较底的固溶温度,保证较小的晶粒度。高温固溶。而且可能有某些相的析出。对于过饱和的度低的合金:低温固溶处理时,不仅有主要强化相的溶解,而且可能哟偶某些相的析出。对于过饱和度低的合金,通常选择较快的冷却速度(如油,水冷):对于过饱和度高的合金,通常为空气中冷却。⑵ 中间处理中间处理即二次固溶处理或中间时效处理,其主要作用是改变晶界上析出的碳化物数量,形态和分布,其次是在合金中造成大小两种r'的合理分布,以显著提高合金的持久寿命和塑性。中间处理的温度大约在1000~1500℃,在保温和冷却过程中,晶界析出链状碳化物,起强化晶界作用。对于过饱和低的合金,经中间处理后,可以避免晶界细胞状M23C6析出,在晶界产生富Cr的块状碳化物,由于晶界区域Cr溶度降低,提高了Al,Ti的溶解度,使 溶于基体内,造成晶界贫r'区的出现。适当宽度的贫r' 区有一定塑性,在高温应力作用下能发生松弛,解除应力集中,延缓裂纹产生,提高持久寿命。贫 r'区过窄持久塑性差:贫r' 区过宽,则蠕变速度高,都会导致早期破断。对于过饱和度高的合金,经中间处理后,在晶界析出链壮碳化物M23C6,使晶界附近Cr,Mo等贫化,而Al,Ti溶度相对增高,往往形成包覆晶界碳化物的r'包膜,对持久性能是有利的。中间处理时,析出大尺寸r'相,使合金最终时效后得到大小两种尺寸的 r'相,以改善合金的综合性能和长期组织稳定性。对于碳化物强化的铁基合金,一般不采用中间处理。⑶ 时效处理时效处理能使合金充分而均匀析出强化相。在时效温度下不应引起强化相的溶解和聚化,保证强化相的尺寸合适。时效温度一般在700~950℃,时效温度取决于强化相的数量和合金中 r' 相已大量析出,所以最后的时效处理只产生较小的组织变化。